Ньютон единица измерения. Ньютон – что такое? Ньютон – единица измерения чего? Сила нормальной реакции опоры

Все мы привыкли в жизни употреблять слово сила в сравнительной характеристике, говоря мужчины сильнее женщин, трактор сильнее автомобиля, лев сильнее антилопы.

Сила в физике определяется как мера изменения скорости тела, которое происходит при взаимодействии тел. Если сила является мерой, и мы можем сравнивать приложение различной силы, значит, это физическая величина, которую можно измерить. В каких единицах измеряется сила?

Единицы измерения силы

В честь английского физика Исаака Ньютона, проделавшего огромные исследования в природе существования и использования различных видов силы, за единицу измерения силы в физике принят 1 ньютон (1 Н). Что же такое сила в 1 Н? В физике не выбирают единицы измерения просто так, а делают специальное согласование с теми единицами, которые уже приняты.

Мы знаем из опыта и экспериментов, что если тело покоится и на него действует сила, то тело под действием этой силы меняет свою скорость. Соответственно, для измерения силы выбирали единицу, которая будет характеризовать изменение скорости тела. И не забываем, что есть еще и масса тела, так как известно, что с одинаковой силой воздействие на различные предметы будет различно. Мяч мы можем кинуть далеко, а вот булыжник улетит на гораздо меньшее расстояние. То есть, учтя все факторы, приходим к определению, что сила в 1 Н будет приложена к телу, если тело массой 1 кг под воздействием этой силы меняет свою скорость на 1 м/с за 1 секунду.

Единица измерения силы тяжести

Также нас интересует единица измерения силы тяжести. Так как мы знаем, что Земля притягивает к себе все тела на ее поверхности, значит, существует сила притяжения и ее можно измерить. И опять-таки, мы знаем, что сила притяжения зависит от массы тела. Чем больше масса тела, тем сильнее Земля его притягивает. Экспериментально установлено, что сила тяжести, действующая на тело массой 102 грамма - это 1 Н. А 102 грамма - это приблизительно одна десятая килограмма. А если быть более точным, то если 1 кг разделить на 9,8 частей, то мы как раз и получим приблизительно 102 грамма.

Если на тело массой 102 грамма действует сила 1 Н, то на тело массой 1 кг действует сила 9,8 Н. Ускорение свободного падения обозначают буквой g. И g равно 9,8 Н/кг. Это сила, которая действует на тело массой 1 кг, ускоряя его каждую секунду на 1 м/с. Получается, что тело, падающее с большой высоты, за время полета набирает очень большую скорость. Почему же тогда снежинки и дождевые капли падают довольно спокойно? У них очень маленькая масса, и тянет их к себе земля очень слабо. А сопротивление воздуха для них довольно велико, поэтому они летят к Земле с не очень большой, довольно одинаковой скоростью. А вот метеориты, например, при подлете к Земле набирают очень высокую скорость и при приземлении, образуется приличный взрыв, который зависит от величины и массы метеорита соотвественно.

Ньютон (англ. newton) — единица силы в системе СИ, определяется как сила, которая, будучи приложена к массе 1 килограмм, сообщает ей ускорение 1 метр в секунду за секунду. Сокращенное обозначение: международное — N, русское — Н, но см. также ниже. В терминах основных единиц СИ ньютон имеет следующую размерность: килограмм x метр / секунда 2

Единица измерения ньютон названа в честь сэра Исаака Ньютона (1642-1727), английского математика, физика и натурфилософа. Он был первым человеком, который ясно осознал взаимосвязь между силой (F), массой (m) и ускорением (a), выражаемую формулой F = ma. Консультативный комитет Международной электротехнической комиссии номер 24 по электрическим и магнитным величинам и единицам принял наименование ньютон для единицы силы в системе единиц Джорджи (МКСА) 23-24 июня 1938 года на совещании в г. Торки, Англия. Голосование прошло с результатом десять против трех, одна страна воздержалась. Оппозицию возглавили немцы.

До стандартизации обозначения для единицы ньютон на Генеральной конференции по весам и мерам CGPM иногда применялось обозначение n (на нижнем регистре), а также Nw. Соответствующая единица в системе СГС имеет название дина; 10 5 дин составляют один ньютон. В традиционных английских единицах один ньютон - это приблизительно 0,224809 фунто-силы (lbf) или 7,23301 паундаля. Ньютон также равен приблизительно 0,101972 килограмм-силы (кгс) или килопонда (kp).

Данный справочник собран из разных источников. Но на его создание подтолкнула небольшая книжка "Массовой радиобиблиотеки" изданная в 1964 году, как перевод книги О. Кронегера в ГДР в 1961 году. Не смотря на такую ее древность, она является моей настольной книгой (наряду с несколькими другими справочниками). Думаю время над такими книгами не властно, потому что основы физики, электро и радиотехники (электроники) незыблемы и вечны.

Единицы измерения механических и тепловых величин.

Единицы измерения всех остальных физических величин можно определить и выразить через основные единицы измерения. Полученные таким образом единицы в отличие от основных называются производными. Чтобы получить производную единицу измерения какой-либо величины, необходимо выбрать такую формулу, которая выражала бы эту величину через уже известные нам другие величины, и предположить, что каждая из входящих в формулу известных величин равна одной единице измерения. Ниже перечислен ряд механических величин, приведены формулы для их определения, показано, как определяются единицы измерения этих величин. Единица скорости v - метр в секунду (м/сек) . Метр в секунду - скорость v такого равномерного движения, при котором тело за время t = 1 сек проходит путь s , равный 1 м: 1v=1м/1сек=1м/сек Единица ускорения а - метр на секунду в квадрате (м/сек 2). Метр на секунду в квадрате -ускорение такого равнопеременного движения, при котором скорость за 1 сек изменяется на 1 м!сек. Единица силы F - ньютон (и). Ньютон - сила, которая массе т в 1 кг сообщает ускорение а, равное 1 м/сек 2 : 1н=1 кг ×1м/сек 2 =1(кг×м)/сек 2 Единица работы А и энергии - джоуль (дж). Джоуль -работа, которую совершает постоянная сила F, равная 1 н на пути s в 1 м, пройденном телом под действием этой силы по направлению, совпадающему с направлением силы: 1дж=1н×1м=1н*м. Единица мощности W -ватт (вт). Ватт - мощность, при которой за время t=-l сек совершается работа А, равная 1 дж: 1вт=1дж/1сек=1дж/сек. Единица количества теплоты q - джоуль (дж). Эта единица определяется из равенства: которое выражает эквивалентность тепловой и механической энергии. Коэффициент k принимают равным единице: 1дж=1×1дж=1дж Единицы измерения электромагнитных величин Единица силы электрического тока А - ампер (А). Сила не изменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенных на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы между этими проводниками силу, равную 2×10 -7 ньютона. Единица количества электричества (единица электрического заряда) Q - кулон (к). Кулон - заряд, переносимый через поперечное сечение проводника в 1 сек при силе тока, равной 1 а: 1к=1а×1сек=1а×сек Единица разности электрических потенциалов (электрического напряжения U, электродвижущей силы Е) - вольт (в). Вольт -разность потенциалов двух точек электрического поля, при перемещении между которыми заряда Q в 1 к совершается работа в 1 дж: 1в=1дж/1к=1дж/к Единица электрической мощности Р - ватт (вт): 1вт=1в×1а=1в×а Эта единица совпадает с единицей механической мощности. Единица емкости С - фарада (ф). Фарада - емкость проводника., потенциал которого повышается на 1 в, если на этот проводник внести заряд 1 к: 1ф=1к/1в=1к/в Единица электрического сопротивления R - ом (ом). -сопротивление такого проводника, по которому течет ток силой 1 а при напряжении на концах проводника в 1 в: 1ом=1в/1а=1в/а Единица абсолютной диэлектрической проницаемости ε - фарада на метр (ф/м). Фарада на метр - абсолютная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, при заполнении которым плоский конденсатор с пластинами площадью S по 1 м 2 каждая и расстоянием между пластинами d~ 1 м приобретает емкость 1 ф. Формула, выражающая емкость плоского конденсатора: Отсюда 1ф\м=(1ф×1м)/1м 2 Единица магнитного потока Ф и потокосцепления ψ - вольт-секунда или вебер (вб). Вебер - магнитный поток, при убывании которого до нуля за 1 сек в контуре, сцепленном с этим потоком, возникает э. д. с. индукции, равная 1 в. Закон Фарадея - Максвелла: E i =Δψ / Δt где Ei - э. д. с. индукции, возникающая в замкнутом контуре; ΔW- изменение магнитного потока, сцепленного с контуром, за время Δt : 1вб=1в*1сек=1в*сек Напомним, что для одиночного витка понятия потока Ф и потокосцепления ψ совпадают. Для соленоида с числом витков ω, через поперечное сечение которого протекает поток Ф , при отсутствии рассеяния потокосцепление Единица магнитной индукции В - тесла (тл). Тесла - индукция такого однородного магнитного поля, в котором магнитный поток ф через площадь S в 1 м*, перпендикулярную направлению поля, равен 1 вб: 1тл=1вб/1м 2 =1вб/м 2 Единица напряженности магнитного поля Н - ампер на метр (а!м). Ампер на метр - напряженность магнитного поля, создаваемого прямолинейным бесконечно длинным током силой в 4 па на расстоянии г=.2м от проводника с током: 1а/м=4π а/2π * 2м Единица индуктивности L и взаимоиндуктивности М - генри (гн). - индуктивность такого контура, с которым оцеплен магнитный поток 1 вб, когда по контуру течет ток силой 1 а: 1гн = (1в × 1сек)/1а = 1 (в×сек)/а Единица магнитной проницаемости μ (мю) - генри на метр (гн/м). Генри на метр -абсолютная магнитная проницаемость вещества, в котором при напряженности магнитного поля в 1 а/м магнитная индукция равна 1 тл: 1гн/м = 1вб/м 2 / 1а/м = 1вб/(а×м)

Соотношения между единицами магнитных величин
в системах СГСМ и СИ

Внесистемные единицы

Некоторые математические и физические понятия
применяемые радиотехнике

Как и понятие - скорость движения, в механике, в радиотехнике существует аналогичные понятия, такие как скорость изменения тока и напряжения. Они могут быть как усредненные, за время протекания процесса, так и мгновенные.

i= (I 1 -I 0)/(t 2 -t 1)=ΔI/Δt

При Δt -> 0, получаем мгновенные значения скорости изменения тока. Оно наиболее точно характеризует характер изменения величины и может быть записано в виде:

i=lim ΔI/Δt =dI/dt Δt->0

Причем следует обратить внимание - усредненные значения и мгновенные значения могут отличаться в десятки раз. Особенно наглядно это видно при протекании изменяющегося тока через цепи имеющие достаточно большую индуктивности.

Децибелл

Для оценки отношения двух величин одинаковой размерности в радиотехнике применяется специальная единица - децибел.

K u = U 2 / U 1 Коэффициент усиления по напряжению; K u[дб] = 20 log U 2 / U 1 Коэффициент усиления по напряжению в децибелах. Кi[дб] = 20 log I 2 / I 1 Коэффициент усиления по току в децибелах. Кp[дб] = 10 log P 2 / P 1 Коэффициент усиления по мощности в децибелах.

Логарифмическая шкала позволяет так же на графике нормальных размеров, изображать функции имеющие динамический диапазон изменения параметра в несколько порядков.

Для определения мощности сигнала в зоне приема используется другая логарифмическая единица ДБМ - дицибелл на метр. Мощность сигнала в точке приема в дбм:

P [дбм] = 10 log U 2 / R +30 = 10 log P + 30. [дбм];

Эффективное напряжение на нагрузке при известной P[дбм] можно определить по формуле:

Размерные коэффициенты основных физических величин

Исаак Ньютон родился 25 декабря 1642 (или 4 января 1643 г. по грегорианскому календарю) в деревне Вулсторп, графство Линкольншир.

Юный Исаак, по свидетельству современников, отличался мрачным, замкнутым характером. Мальчишеским шалостям и проказам он предпочитал чтение книг и изготовление примитивных технических игрушек.

Когда Исааку исполнилось 12 лет, он поступил на обучение в Грэнтемскую школу. Незаурядные способности будущего ученого обнаружились именно там.

В 1659 г., по настоянию матери, Ньютон был вынужден вернуться домой, чтобы вести фермерское хозяйство. Но благодаря усилиям учителей, сумевших разглядеть будущий гений, он вернулся в школу. В 1661 г. Ньютон продолжил образование в Кембриджском университете.

Обучение в колледже

В апреле 1664 г. Ньютон успешно сдал экзамены и приобрел более высокую студенческую ступень. Во время обучения он активно интересовался работами Г. Галилея , Н. Коперника , а также атомистической теорией Гассенди.

Весной 1663 г. на новой, математической кафедре начались лекции И. Барроу. Известный математик и крупный ученый позже стал близким другом Ньютона. Именно благодаря ему у Исаака возрос интерес к математике.

Во время обучения в колледже Ньютон пришел к своему основному математическому методу – разложению функции в бесконечный ряд. В конце этого же года И. Ньютон получил бакалаврскую степень.

Известные открытия

Изучая краткую биографию Исаака Ньютона,следует знать, что именно ему принадлежит изложение закона всемирного тяготения. Еще одним важнейшим открытием ученого является теория движения небесных тел. Открытые Ньютоном 3 закона механики легли в основу классической механики.

Ньютон сделал немало открытий в области оптики и теории цвета. Им были разработаны многие физические и математические теории. Научные труды выдающегося ученого во многом определяли время и часто были непонятны современникам.

Его гипотезы относительно сплюснутости полюсов Земли, явления поляризации света и отклонения света в поле тяготения и сегодня вызывают удивление ученых.

В 1668 г. Ньютон получил степень магистра. Еще через год он стал доктором математических наук. После создания им рефлектора, предтечи телескопа, в астрономии были сделаны важнейшие открытия.

Общественная деятельность

В 1689 г., в результате переворота, был свергнут король Яков II, с которым у Ньютона был конфликт. После этого ученого избрали в парламент от Кембриджского университета, в котором он заседал около 12 мес.

В 1679 г. произошло знакомство Ньютона с Ч. Монтегю, будущим графом Галифаксом. По протекции Монтегю Ньютон был назначен хранителем Монетного двора.

Последние годы жизни

В 1725 г. здоровье великого ученого стало стремительно ухудшаться. Он ушел из жизни 20 (31) марта 1727 г., в Кенсингтоне. Смерть наступила во сне. Похоронен Исаак Ньютон был в Вестминстерском аббатстве.

Другие варианты биографии

• В самом начале своего школьного обучения, Ньютон считался весьма посредственным, едва ли не худшим учеником. В лучшие его заставила выбиться моральная травма, когда он был избит своим рослым и намного более сильным одноклассником.
• В последние годы жизни великий ученый писал некую книгу, которая, по его мнению, должна была стать неким откровением. К сожалению, рукописи горят. По вине любимой собаки ученого, опрокинувшей лампу, книга исчезла в огне.

Ньютон (обозначение: Н, N) единица измерения силы в системе СИ. 1 ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с² в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с². Единица названа в честь английского физика Исаака… … Википедия

Сименс (обозначение: См, S) единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… … Википедия

Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Вебер. Вебер (обозначение: Вб, Wb) единица измерения магнитного потока в системе СИ. По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Генри. Генри (русское обозначение: Гн; международное: H) единица измерения индуктивности в Международной системе единиц (СИ). Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью… … Википедия